生物菌肥對礦區(qū)油菜盆栽生物模擬試驗(yàn)研究

生物菌肥對礦區(qū)油菜盆栽生物模擬試驗(yàn)研究

目前，在對采空區(qū)土地恢復(fù)的研究中，大部分地區(qū)都采用傳統(tǒng)的肥料恢復(fù)措施。換句話說，當(dāng)肥沃肥料源不足時，主要通過化肥投資來解決當(dāng)年的產(chǎn)量問題。這些培肥措施存在的主要問題是沒有生物活體物質(zhì),土壤中微生物缺乏,物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化慢,培肥時間長,雖然可以解決當(dāng)年的產(chǎn)量問題,但對土壤的物理性質(zhì)、生物學(xué)性質(zhì)等土壤生態(tài)系統(tǒng)無明顯改善與恢復(fù)作用,達(dá)不到真正熟化改土的功效。所以,從生物農(nóng)業(yè)角度出發(fā),通過傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)措施與現(xiàn)代技術(shù)的組裝配套,采取生物、物理、化學(xué)措施相結(jié)合的綜合調(diào)控途徑,使新造田達(dá)到快速培肥熟化、當(dāng)年高產(chǎn)的目的,是目前急需解決的問題。氮素作為蛋白質(zhì)的組成部分,在植物生長發(fā)育中必不可少,雖然地球上大氣含有約78%的氮?dú)?但這種形式的氮素不能被高等植物直接利用。我國大多數(shù)土壤缺氮,這仍是制約作物產(chǎn)量提高的主導(dǎo)因子,因此,只有合理的施肥方式才能保證土壤對作物的供氮。本試驗(yàn)試圖從生物農(nóng)業(yè)的角度出發(fā),通過測定不同菌肥施用量對礦區(qū)1年復(fù)墾土壤中氮素的影響,對菌肥的施用效果進(jìn)行初步探討,旨在找出發(fā)揮肥效的最佳菌劑,為菌肥的合理有效施用、生物復(fù)合肥的優(yōu)化配比及探求作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的生物調(diào)控途徑提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1供試有機(jī)肥及雞糞盆栽土樣取自晉城市大張村礦區(qū)塌陷復(fù)墾1年土壤,取回后風(fēng)干、過篩,進(jìn)行油菜盆栽試驗(yàn)。供試菌劑:從晉城市大張村礦區(qū)塌陷地區(qū)的熟土中分離出鉀細(xì)菌、磷細(xì)菌、固氮菌及一些優(yōu)勢微生物,擴(kuò)大培養(yǎng)后按一定比例混合制成。供試有機(jī)肥:將雞糞和沼渣按1∶1的比例混合制成,腐熟雞糞取自太谷縣楊家莊村雞場,沼渣取自太谷縣北福井村。供試基肥:由尿素、Ca3(PO4)2、K2SO4混合而成。1.2調(diào)查方法與過程分別取菌肥5g、15g、25g與基肥、有機(jī)肥混勻,進(jìn)行油菜盆栽試驗(yàn)。盆栽試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,每個菌肥施用量設(shè)置為1個處理,加上對照,共設(shè)置4個處理(見表2),每個處理重復(fù)4次,共計16盆。盆栽試驗(yàn)在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院實(shí)驗(yàn)大棚內(nèi)進(jìn)行。使用規(guī)格為20cm×20cm的塑料盆,每盆裝風(fēng)干土5kg、石子1kg,分別按試驗(yàn)要求稱好,裝盆前將菌肥、基肥、有機(jī)肥與土充分混勻,在保證各盆緊實(shí)度一致的情況下,將盆內(nèi)土面整平。播種后,在油菜生長期間定期定量澆水,同時依次輪換盆的位置,按常規(guī)方法管理。分別于油菜生長中期和收獲期進(jìn)行土壤樣品采集,每盆所采新鮮土樣充分混勻后供土壤全氮、速效氮及有機(jī)質(zhì)含量測定。1.3重鉻酸鉀法土壤堿解氮:堿解擴(kuò)散法;土壤全氮:半微量開氏法;土壤有機(jī)質(zhì):重鉻酸鉀容量法。本試驗(yàn)所有數(shù)據(jù)均用MicrosoftExcel2000和統(tǒng)計軟件SAS6.12進(jìn)行計算和方差分析(用Duncan法進(jìn)行檢驗(yàn),α=0.05)。2結(jié)果與分析2.1最佳菌肥施用量土壤的全氮量常用于衡量土壤氮素的基礎(chǔ)肥力,通常全氮量變化量較小。由于菌肥中含有固氮菌,能固定大氣中的氮?dú)鈦碓黾油寥乐械娜?。從?可以看出,不管是油菜的生長期還是收獲期,土壤全N含量表現(xiàn)為CK>A1>A3>A2,各處理間的差異均顯著,顯然A2是最佳菌肥施用量,因?yàn)橥寥廊怯蔁o效氮和有效氮組成。說明在有菌肥的情況下,土壤全氮含量會有所下降,而且隨著菌肥施用量的增加,全氮含量的下降幅度由大變小。結(jié)合油菜吸收速效氮的因素,這可能是菌肥將土壤全氮中的一部分難溶性氮活化分解為速效氮而被油菜吸收造成的,而在沒有菌肥和菌肥施用量過高的土壤中,由于缺少菌肥或菌肥之間產(chǎn)生的拮抗作用,全氮中的難溶性氮很難被轉(zhuǎn)化為速效氮,油菜吸收的氮較少,這就是CK為什么會高的原因。2.2菌肥對土壤理化性質(zhì)的影響土壤有效氮包括無機(jī)的礦物態(tài)氮和部分有機(jī)質(zhì)中易分解的、比較簡單的有機(jī)態(tài)氮,它是銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、氨基酸、酰胺和易水解的蛋白質(zhì)氮的總和,通常也稱水解氮,能反映土壤近期內(nèi)氮素供應(yīng)情況。加入菌肥,可以促進(jìn)堿解氮的轉(zhuǎn)化,來供油菜的吸收利用。從表4可以看出,不管是油菜的生長期還是收獲期,土壤堿解氮含量表現(xiàn)為CK<A1<A3<A2,A2的土壤堿解氮含量最高。隨著菌肥施用量的增多,A1、A2的全氮量增加使土壤酶活性增加,分解出的有效氮增多,A2達(dá)到最大值。A3反而較A2有所降低,可能是因?yàn)橥寥牢⑸锖蜕锞手g發(fā)生了抑制作用,從而降低了固氮菌的固氮能力,使分解出的堿解氮有所降低。因此,綜合起來看,A2為菌肥的最佳施用量。2.3菌肥對土壤養(yǎng)分含量的影響土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中各種營養(yǎng)特別是氮的重要來源,它含有刺激植物生長的胡敏酸類等物質(zhì)。一般來說,土壤有機(jī)質(zhì)含量的多少,是土壤肥力高低的一個重要指標(biāo)。而土壤中氮素的供應(yīng)情況,有時也常用有機(jī)質(zhì)和全氮含量來衡量,因此,要研究菌肥對土壤氮素的影響,除了研究全氮含量外,還要對土壤有機(jī)質(zhì)的含量進(jìn)行測定。從表5可以看出,土壤有機(jī)質(zhì)含量得到顯著提高,這可能是因?yàn)榫试黾恿送寥牢⑸?活化土壤,使土壤肥力得到提高。在A2處理的情況下,油菜不同生長期土壤中有機(jī)質(zhì)的增加均達(dá)到較高水平,說明該處理下的菌肥是提高土壤有機(jī)質(zhì)、改善土壤養(yǎng)分狀況、提高土壤肥力的相對最佳施用量,這可能與該情況下各種微生物的活性最大有關(guān)。3對試驗(yàn)地土壤理化指標(biāo)的分析(1)試驗(yàn)中對土壤全氮含量的測定表明,每個處理中,土壤全氮的含量在油菜收獲期較生長中期都有所降低;而且無論是在油菜的生育中期還是在收獲期,處理A1、A2、A3的土壤中全氮含量均低于對照,4個處理的關(guān)系是CK>A1>A3>A2。(2)對土壤中堿解氮的含量進(jìn)行測定表明,堿解氮含量為CK<A1<A3<A2,處理A1、A2、A3的土壤中堿解氮含量與對照相比均有一定的提高,處理A2的提高幅度較大,而處理A3提高幅度在油菜的不同生長期均為最低。(3)土壤中有機(jī)質(zhì)含量的提高,表明加入菌肥有增加土壤微生物、活化土壤和提高土壤肥力的作用,處理A2的提高幅度較大。通過對上述一系列指標(biāo)的測定,A1、A2、A3處理對土壤中的堿解氮和有機(jī)質(zhì)均有促進(jìn)作用,特別是處理A2的作用更加明顯,所以成為本試驗(yàn)中篩選出來的相對最佳菌肥施用量;同時也說明對土壤施用菌肥并不是越多越好,菌肥施用量的增加達(dá)到一定程度時就使微生物之間產(chǎn)生拮抗作用,降低微生物的活性。4研究礦產(chǎn)資源豐富,初步研究測(1)由于時間和試驗(yàn)條件的限制,本試驗(yàn)只是研究了不同菌肥施用量對礦區(qū)復(fù)墾1年土壤中全氮、堿解氮及有機(jī)質(zhì)的影響,還需要進(jìn)一步研究其對礦區(qū)復(fù)墾多年土